KR102379882B1 - Apparatus and method for analyzing resonance of seawater vertical pumping pipe - Google Patents
Apparatus and method for analyzing resonance of seawater vertical pumping pipe Download PDFInfo
- Publication number
- KR102379882B1 KR102379882B1 KR1020200059934A KR20200059934A KR102379882B1 KR 102379882 B1 KR102379882 B1 KR 102379882B1 KR 1020200059934 A KR1020200059934 A KR 1020200059934A KR 20200059934 A KR20200059934 A KR 20200059934A KR 102379882 B1 KR102379882 B1 KR 102379882B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pumping pipe
- seawater
- resonance
- vertical pump
- vibration behavior
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H13/00—Measuring resonant frequency
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H1/00—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector
- G01H1/003—Measuring characteristics of vibrations in solids by using direct conduction to the detector of rotating machines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/18—Status alarms
- G08B21/24—Reminder alarms, e.g. anti-loss alarms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
본 발명은 해수수직펌프의 양수관에 일정 간격으로 구비되는 복수의 가속도 센서로 구성되어, 해수수직펌프의 운전 중 양수관에서 발생하는 진동 데이터를 수집하는 센서부, 센서부를 통해 수집된 진동 데이터를 분석하여 양수관의 진동거동을 형상화하는 분석부, 및 분석부를 통해 형상화된 양수관의 진동거동을 기 설정된 기준진동거동과 비교하여 양수관의 공진 발생 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is composed of a plurality of acceleration sensors provided at regular intervals in the pumping pipe of the seawater vertical pump, a sensor unit that collects vibration data generated in the pumping pipe during operation of the seawater vertical pump, and the vibration data collected through the sensor unit. An analysis unit that analyzes and shapes the vibration behavior of the pumping water pipe, and a determination unit that compares the vibration behavior of the pumping pipe shaped through the analysis unit with a preset reference vibration behavior to determine whether resonance of the pumping pipe occurs .
Description
본 발명은 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치 및 방법에 관한 것으로, 해수수직펌프 양수관의 공진을 방지할 수 있는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for analyzing the resonance of a seawater vertical pump pumping pipe, and to an apparatus and method for analyzing the resonance of a seawater vertical pump pumping pipe capable of preventing resonance of the vertical seawater pump pumping pipe.
일반적으로, 발전소에서는 터빈을 냉각시키기 위해 바닷물을 냉각수로 사용하고 있다. 이때, 바닷물을 바다로부터 발전소로 공급하기 위해 해수수직펌프가 이용된다.In general, a power plant uses seawater as a coolant to cool a turbine. At this time, a seawater vertical pump is used to supply seawater from the sea to the power plant.
해수수직펌프는 전동기, 양수관 및 임펠라로 구성된다. 구체적으로, 펌프의 하부에는 구동 주축의 방향이 지면과 수직하도록 임펠러가 구비되어 있고, 펌프의 상부에는 전동기가 구비되어 있으며, 펌프의 하부와 상부는 양수관을 통해 연결되어 있다.The seawater vertical pump consists of an electric motor, a pumping pipe and an impeller. Specifically, an impeller is provided at a lower portion of the pump so that the direction of the driving main shaft is perpendicular to the ground, an electric motor is provided at an upper portion of the pump, and the lower and upper portions of the pump are connected through a pumping pipe.
전술한 바와 같이, 해수수직펌프는 주축이 수직으로 배치되므로 설치 면적을 많이 차지하지 않아 발전 설비의 냉각을 위해 많이 이용되고 있다.As described above, the vertical seawater pump does not occupy a large installation area because the main shaft is vertically arranged, and thus is widely used for cooling power generation facilities.
그러나, 해수수직펌프는 대형 중량물인 전동기가 펌프의 상부에 위치함에 따라 구조적인 불안정함을 가지고 있을 뿐만 아니라, 운전 중 해수의 수위변화로 인하여 해수수직펌프 구조물의 고유진동수가 변화하고, 변화된 해수수직펌프 구조물의 고유진동수가 해수수직펌프의 운전 주파수와 일치하여 공진 현상이 발생하는 문제가 존재한다.However, the seawater vertical pump not only has structural instability as a large heavy electric motor is located on the upper part of the pump, but also the natural frequency of the seawater vertical pump structure changes due to the change in seawater level during operation, and the changed seawater vertical There is a problem in that the natural frequency of the pump structure coincides with the operating frequency of the seawater vertical pump, causing a resonance phenomenon.
공진 현상에 의해 해수수직펌프 구조물에 크랙 등의 손상이 유발될 수 있으며, 손상에 의해 해수수직펌프의 운전을 불시 정지함에 따라 발전소의 발전출력이 저하되는 문제가 존재한다.Damage such as cracks may be induced in the seawater vertical pump structure due to the resonance phenomenon, and there is a problem in that the power generation output of the power plant is lowered as the operation of the seawater vertical pump is suddenly stopped due to the damage.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0066613호(2015.06.17.)의 ‘수직펌프모터용 공진방지구조’에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in 'Resonance prevention structure for vertical pump motor' of Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2015-0066613 (2015.06.17.).
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 공진을 방지할 수 있는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object according to an aspect of the present invention is to provide a resonance analysis apparatus and method of a seawater vertical pump pumping pipe capable of preventing resonance.
본 발명의 일 측면에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치는 해수수직펌프의 양수관에 일정 간격으로 구비되는 복수의 가속도 센서로 구성되어, 상기 해수수직펌프의 운전 중 상기 양수관에서 발생하는 진동 데이터를 수집하는 센서부, 상기 센서부를 통해 수집된 진동 데이터를 분석하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 분석부, 및 상기 분석부를 통해 형상화된 양수관의 진동거동을 기 설정된 기준진동거동과 비교하여 상기 양수관의 공진 발생 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The resonance analysis apparatus of the seawater vertical pump pumping pipe according to an aspect of the present invention is composed of a plurality of acceleration sensors provided at regular intervals in the pumping pipe of the seawater vertical pump, and is generated in the pumping pipe during operation of the seawater vertical pump A sensor unit for collecting vibration data, an analysis unit for shaping the vibration behavior of the pumping pipe by analyzing the vibration data collected through the sensor part, and a preset reference vibration behavior for the vibration behavior of the pumping pipe shaped through the analysis unit It is characterized in that it comprises a determination unit for determining whether or not resonance of the pumping pipe by comparison.
본 발명에 있어 상기 기 설정된 기준진동거동은 상기 해수수직펌프의 정지 중 측정된 상기 양수관의 모드형상인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the preset reference vibration behavior is characterized in that the mode shape of the pumping pipe measured while the seawater vertical pump is stopped.
본 발명에 있어 상기 분석부는, 상기 진동 데이터를 기반으로 모드해석을 수행하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the analysis unit is characterized in that it performs a mode analysis based on the vibration data to shape the vibration behavior of the pumping pipe.
본 발명에 있어 상기 분석부는, 상기 진동 데이터를 고속푸리에변환(FFT; Fast Fourier Transform)하여 상기 센서부에 포함된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 추출하고, 상기 추출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 기반으로 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 산출하며, 상기 산출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 기반으로 모드해석을 수행하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the analysis unit performs Fast Fourier Transform (FFT) on the vibration data to extract the amplitude and phase of the representative frequency signal for each sensor included in the sensor unit, and each extracted sensor Based on the amplitude and phase of the representative frequency signal, the relative phase and relative amplitude of the representative frequency signal for each sensor are calculated, and mode analysis is performed based on the calculated relative phase and the relative amplitude of the representative frequency signal for each sensor. It is characterized in that to shape the vibration behavior of the pumping pipe by performing.
본 발명에 있어 상기 형상화된 양수관의 진동거동과 상기 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는 경우, 상기 판단부는, 상기 양수관에 공진이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the vibration behavior of the shaped pumping pipe and the preset reference vibration behavior match more than a preset reference value, the determination unit determines that resonance has occurred in the pumping pipe.
본 발명에 있어 상기 판단부는, 와이블 분포(Weibull Distribution)를 이용하여 상기 형상화된 양수관의 진동거동과 상기 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the determination unit, using a Weibull distribution (Weibull Distribution) to determine whether the vibration behavior of the shaped pumping pipe and the preset reference vibration behavior match a preset reference value or more, characterized in that.
본 발명에 있어 해수수위변화에 따라 발생하는 상기 양수관의 공진을 방지하도록 상기 양수관에 구비되는 해수통을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, it is characterized in that it further comprises a seawater tank provided in the pumping pipe to prevent resonance of the pumping pipe that occurs according to the change of the seawater level.
본 발명에 있어 상기 해수통은 상기 해수수직펌프의 운전 중 유입되는 해수를 이용하여 상기 양수관에 추가질량을 부가함으로써 상기 양수관의 고유진동수를 감소시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the seawater tank is characterized in that it reduces the natural frequency of the pumping pipe by adding an additional mass to the pumping pipe using seawater flowing in during the operation of the seawater vertical pump.
본 발명에 있어 상기 양수관에 공진이 발생된 것으로 판단되면, 경고 신호를 생성하는 경고부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when it is determined that resonance has occurred in the pumping pipe, it is characterized in that it further comprises a warning unit for generating a warning signal.
본 발명의 일 측면에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법은 해수수직펌프의 양수관에 일정 간격으로 구비되는 복수의 가속도 센서로 구성된 센서부가, 상기 해수수직펌프 운전 중 양수관에서 발생하는 진동 데이터를 수집하는 단계, 분석부가, 상기 센서부를 통해 수집된 진동 데이터를 분석하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 단계, 및 판단부가, 상기 분석부를 통해 형상화된 양수관의 진동거동을 기 설정된 기준진동거동과 비교하여 상기 양수관의 공진 발생 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the resonance analysis method of the seawater vertical pump pumping pipe according to an aspect of the present invention, a sensor unit composed of a plurality of acceleration sensors provided at regular intervals in the pumping pipe of the seawater vertical pump includes a vibration generated in the pumping pipe during the operation of the seawater vertical pump. The step of collecting data, the analysis unit analyzing the vibration data collected through the sensor unit to shape the vibration behavior of the pumping pipe, and the determining unit, setting the vibration behavior of the pumping pipe shaped through the analysis unit to a preset standard Comparing with the vibration behavior, it characterized in that it comprises the step of determining whether resonance of the pumping pipe occurs.
본 발명에 있어 상기 기 설정된 기준진동거동은 상기 해수수직펌프의 정지 중 측정된 상기 양수관의 모드형상인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the preset reference vibration behavior is characterized in that the mode shape of the pumping pipe measured while the seawater vertical pump is stopped.
본 발명에 있어 상기 형상화하는 단계에서, 상기 분석부는, 상기 진동 데이터를 기반으로 모드해석을 수행하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 것을 특징으로 한다.In the step of shaping in the present invention, the analysis unit is characterized in that it performs a mode analysis based on the vibration data to shape the vibration behavior of the pumping pipe.
본 발명에 있어 상기 형상화하는 단계에서,상기 분석부가, 상기 진동 데이터를 고속푸리에변환(FFT; Fast Fourier Transform)하는 단계, 상기 분석부가, 상기 고속푸리에 변환된 진동 데이터에 기반하여 상기 센서부에 포함된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 추출하는 단계, 상기 분석부가, 상기 추출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 기반으로 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 산출하는 단계, 및 상기 분석부가, 상기 산출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 기반으로 상기 모드해석을 수행하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the step of shaping in the present invention, the analysis unit, Fast Fourier Transform (FFT) on the vibration data, the analysis unit is included in the sensor unit based on the fast Fourier transformed vibration data extracting an amplitude and a phase for a representative frequency signal for each sensor, wherein the analysis unit, based on the amplitude and phase for the extracted representative frequency signal for each sensor, a relative phase and a relative phase for a representative frequency signal for each sensor Calculating the amplitude, and the analysis unit performing the mode analysis based on the calculated relative phase and relative amplitude of the representative frequency signal for each sensor to shape the vibration behavior of the pumping pipe characterized.
본 발명에 있어 상기 판단하는 단계에서, 상기 형상화된 양수관의 진동거동과 상기 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는 경우, 상기 판단부는, 상기 양수관에 공진이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.In the determining step in the present invention, when the vibration behavior of the shaped pumping pipe and the preset reference vibration behavior match a preset reference value or more, the determination unit determines that resonance has occurred in the pumping pipe characterized.
본 발명에 있어 상기 판단하는 단계에서, 상기 판단부는, 와이블 분포(Weibull Distribution)를 이용하여 상기 형상화된 양수관의 진동거동과 상기 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.In the determining step in the present invention, the determination unit, using a Weibull distribution (Weibull Distribution) to determine whether the vibration behavior of the shaped pumping pipe and the preset reference vibration behavior match a preset reference value or more characterized in that
본 발명에 있어 경고부가, 상기 양수관에 공진이 발생된 것으로 판단되면, 경보 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the warning unit, when it is determined that resonance has occurred in the pumping pipe, it is characterized in that it further comprises the step of generating an alarm signal.
본 발명의 일 측면에 따르면, 해수수직펌프가 운전 중 가속도 센서에서 수집된 양수관의 진동 데이터를 기반으로 형상화된 양수관의 진동거동과 해수수직펌프가 정지 중인 경우에서의 양수관의 모드형상을 비교함으로써 양수관에 공진이 발생하였는지 여부를 실시간으로 판단하여 해수수직펌프 양수관의 공진을 방지할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the vibration behavior of the pumping pipe shaped based on the vibration data of the pumping pipe collected from the acceleration sensor while the seawater vertical pump is running and the mode shape of the pumping pipe when the seawater vertical pump is stopped By comparing, it is possible to prevent resonance of the seawater vertical pump pumping pipe by judging in real time whether resonance has occurred in the pumping pipe.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 해수수직펌프 양수관에 설치된 해수통을 이용하여 해수수위가 증가하는 경우 양수관에 추가질량을 부가함으로써 양수관의 고유진동수를 감소시킴으로써 해수수직펌프 양수관의 공진을 방지할 수 있다.According to another aspect of the present invention, when the seawater level increases by using the seawater tank installed in the seawater vertical pump pumping pipe, the resonance of the seawater vertical pump pumping pipe is reduced by adding additional mass to the pumping pipe to reduce the natural frequency of the pumping pipe. can be prevented
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치의 해수통을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법을 설명하기 위한 제1 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법의 형상화하는 단계를 설명하기 위한 제2 순서도이다.1 is a block diagram illustrating a resonance analysis apparatus of a seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view for explaining a seawater tank of the resonance analysis apparatus of the seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention.
3 is a first flowchart for explaining a resonance analysis method of a seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention.
4 is a second flowchart for explaining the shaping of the resonance analysis method of the seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, a resonance analysis apparatus and method of a seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
해수수위가 변화하는 경우, 해수수직펌프 양수관의 고유진동수는 증가 또는 감소하여 변화하게 된다.When the seawater level changes, the natural frequency of the seawater vertical pump pumping pipe increases or decreases and changes.
상기 수학식 1은 해수수위 변화에 따른 해수수직펌프 양수관(20)의 고유진동수 변화를 나타내는 수식이고, 여기서 x는 양수관의 고유진동수이고, M은 해수수직펌프 양수관의 질량, Ma는 해수에 의한 부가질량, C는 해수수직펌프 양수관의 댐핑력, Ca는 해수에 의한 부가 댐핑력을 의미한다. Equation 1 is an expression representing the natural frequency change of the seawater vertical
[표 1]은 해수수위에 따른 양수관의 고유진동수 변화를 나타내는 일 실시예를 나타내고 있다. 표 1에 따르면 해수수위가 증가할수록 양수관의 고유진동수가 감소함을 확인할 수 있다.[Table 1] shows an embodiment showing the natural frequency change of the pumping pipe according to the seawater level. According to Table 1, it can be confirmed that the natural frequency of the pumping pipe decreases as the seawater level increases.
전술한 바와 같이, 해수수위가 변화함에 따라 양수관에 부가질량 및 추가 댐핑력이 작용하고, 양수관에 작용하는 부가질량 및 추가 댐핑력에 의하여 양수관의 고유진동수가 변화하는 경우, 해수수직펌프의 운전 주파수와 해수수직펌프 양수관의 고유진동수가 일치하여 공진 현상이 발생할 수 있다.As described above, as the seawater level changes, additional mass and additional damping force act on the pumping pipe, and when the natural frequency of the pumping pipe changes due to the additional mass and additional damping force acting on the pumping pipe, the seawater vertical pump A resonance phenomenon may occur because the operating frequency of the seawater vertical pump and the natural frequency of the pumping pipe coincide.
본 발명은 해수수위에 따른 양수관의 고유진동수 변화에 의해 해수수직펌프의 운전 주파수와 해수수직펌프 양수관의 고유진동수가 일치하여 발생하는 공진 현상을 분석 및 방지하기 위한 것이다.An object of the present invention is to analyze and prevent a resonance phenomenon that occurs when the operating frequency of a seawater vertical pump coincides with the natural frequency of a seawater vertical pump pumping pipe due to a change in the natural frequency of the pumping pipe according to the seawater level.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치의 해수통을 설명하기 위한 예시도이다.1 is a block diagram for explaining a resonance analysis apparatus of a seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a resonance analysis apparatus of a seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention. It is an example diagram for explaining the seawater tank.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치는 센서부(100), 분석부(200) 및 판단부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the apparatus for analyzing the resonance of a seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention may include a
센서부(100)는 해수수직펌프(10)의 양수관(20)에 구비되어, 해수수직펌프(10)의 운전 중 양수관(20)에서 발생하는 진동 데이터를 수집할 수 있다.The
즉, 센서부(100)는 해수수직펌프(10)의 운전 중 양수관(20)의 변형 형상(ODS; Operational Deflection Shape)을 파악하기 위해 양수관(20)으로부터 진동 데이터를 측정할 수 있다.That is, the
예를 들어, 센서부(100)는 양수관(20)의 수직축(해수가 흐르는 방향과 동일한 방향)에 일정한 간격으로 설치된 복수의 가속도 센서(미도시)로 구성될 수 있으며, 후술하는 분석부(200)는 센서부(100)를 통해 일정한 간격으로 설치된 복수의 가속도 센서 각각을 통해 해수수직펌프(10)의 운전 중 발생하는 양수관(20)의 3축 가속도 변화를 진동 데이터로 수집할 수 있다.For example, the
보다 구체적으로, 센서부(100)는 일정한 간격으로 설치된 각 가속도 센서를 통해 측정된 해수수직펌프(10)의 운전 중 발생하는 양수관(20)의 진동 데이터를 데이터 수집 시스템(DAS; Data Acquisition System)을 이용하여 수집하고, 수집된 데이터를 A/D 변환기(Analogue to Digital Converter)를 통해 변환하여 분석부(200)에 제공할 수 있다. More specifically, the
분석부(200)는 센서부(100)를 통해 수집된 진동 데이터를 분석하여 양수관(20)의 진동거동을 형상화할 수 있다.The
이때, 분석부(200)는 센서부(100)를 통해 수집된 진동 데이터를 인공신경망을 이용한 딥러닝을 통해 학습 및 분석하여 해수수직펌프(10)의 운전 중 양수관(20)의 진동거동을 형상화할 수 있다. At this time, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 분석부(200)는 센서부(100)를 통해 수집된 진동 데이터를 기반으로 모드해석을 수행하여 양수관(20)의 진동거동을 형상화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
예를 들어, 분석부(200)는 센서부(100)를 통해 수집된 진동데이터를 인공신경망을 이용한 딥러닝을 통해 모드해석을 수행하여 양수관(20)의 진동거동을 형상화할 수 있다.For example, the
모드해석은 구조물의 고유진동수와 모드형상(Mode Shape)을 계산하여 구조물의 공진 여부나 진동에 의한 변형형상을 예측하는 방법이다.Mode analysis is a method of predicting whether a structure is resonant or deformed due to vibration by calculating the natural frequency and mode shape of the structure.
구체적으로, 분석부(200)는 센서부(100)를 통해 수집된 진동 데이터를 고속푸리에변환(FFT; Fast Fourier Transform)하여 센서부(100)에 포함된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 각각 추출하고, 추출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 기반으로 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 산출하며, 산출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 기반으로 모드해석을 수행하여 양수관(20)의 진동거동을 형상화할 수 있다.Specifically, the
전술한 바와 같이, 분석부(200)는 센서부(100)에 포함된 각 센서별 상대 위상 및 상대 진폭을 산출하고, 산출된 각 센서별 상대 위상 및 상대 진폭과, 센서부(100)에 포함된 각 센서의 위치에 기초하여 해수수직펌프(10)의 운전 중 양수관(20)의 진동거동을 형상화할 수 있다.As described above, the
판단부(300)는 분석부(200)를 통해 형상화된 양수관(20)의 진동거동을 기 설정된 기준진동거동과 비교하여 양수관(20)의 공진 발생 여부를 판단할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기 설정된 기준진동거동은 해수수직펌프(10)의 정지 중 측정된 양수관(20)의 모드형상일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the preset reference vibration behavior may be the mode shape of the pumping
진동하고 있는 물체의 모양은 물체 고유의 진동 형태들의 조합으로 구성되고, 여기서 물체 고유의 진동 형태를 모드형상이라고 한다. The shape of a vibrating object is composed of a combination of vibration patterns inherent to the object, and the characteristic vibration shape of the object is called a mode shape.
예를 들어, 본 발명은 해수수직펌프(10)가 작동 중이지 않고 정지 중인 경우에서의 양수관(20)의 모드형상을 미리 산출하여 저장부(미도시)에 저장할 수 있으며, 판단부(300)는 미리 산출된 양수관(20)의 모드형상과 해수수직펌프(10)의 운전 중 양수관(20)의 진동거동을 비교하여 공진 발생 여부를 판단할 수 있다.For example, in the present invention, the mode shape of the pumping
본 발명의 일 실시예에 따르면, 형상화된 양수관(20)의 진동거동과 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는 경우, 판단부(300)는 양수관(20)에 공진이 발생된 것으로 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the vibration behavior of the shaped pumping
예를 들어, 판단부(300)는 해수수직펌프(10)의 운전 중 수집된 진동 데이터를 기반으로 형상화된 양수관(20)의 진동거동과 해수수직펌프(10)의 정지 중 산출된 양수관(20)의 모드형상이 기 설정된 기준치 이상 일치하는 경우, 양수관(20)에 공진이 발생된 것으로 판단할 수 있다.For example, the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 판단부(300)는 와이블 분포(Weibull Distribution)를 이용하여 형상화된 양수관(20)의 진동거동과 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
이하에서는 와이블 분포에 대하여 설명하도록 한다.Hereinafter, the Weibull distribution will be described.
상기 수학식 2는 3-Parameter 와이블 분포에 관한 수식이며, y0은 위치 파라미터를 의미하고, ξ은 척도 파라미터를 의미하고, m은 형상 파라미터를 의미한다.Equation 2 is an equation related to a 3-parameter Weibull distribution, where y 0 means a position parameter, ξ means a scale parameter, and m means a shape parameter.
상기 수학식 2에서 y-y0=x 로 가정하면, 상기 수학식 3과 같이 2-Parameter 와이블 분포를 나타낼 수 있다.Assuming that yy 0 =x in Equation 2, a 2-parameter Weibull distribution can be expressed as in Equation 3 above.
여기서, 척도 파라미터 ξ가 x=ξ를 만족할 때, m값에 관계없이 f(x)=1-exp-1=0.632가 되며 이 값을 특성수명(Characteristic Life)이라 한다.Here, when the scale parameter ξ satisfies x = ξ, f(x) = 1-exp -1 = 0.632 regardless of the value of m, and this value is called the characteristic life.
예를 들어, 판단부(300)는 형상화된 양수관(20)의 진동거동과 기 설정된 기준진동거동을 수학식 3의 f(x)에 적용하고, f(x)가 특성수명 이상의 값을 갖는 경우에 양수관(20)에 공진이 발생된 것으로 판단할 수 있다.For example, the
본 발명은 양수관(20)에 공진이 발생된 것으로 판단되면, 경고 신호를 생성하는 경고부(400)를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a
예를 들어, 형상화된 양수관(20)의 진동거동과 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하여 양수관(20)에 공진이 발생된 것으로 판단되는 경우, 경고부(400)는 경고 신호를 생성하여 외부로 경보를 발생시킬 수 있다. For example, when it is determined that resonance has occurred in the
전술한 바와 같이, 해수수직펌프(10) 운전 중 수집된 양수관(20)의 진동 데이터를 기반으로 양수관(20)의 진동거동을 형성화하고, 형상화된 양수관(20)의 진동거동을 해수수직펌프(10) 정지 중 양수관(20)의 진동거동과 비교한 결과, 양수관(20)에 공진이 발생된 것으로 판단되면, 경고 신호를 생성시켜 외부로 경보를 발생시킴으로써 해수수직펌프(10)의 공진 현상으로 인한 경제적 손실을 최소화하고 해수수직펌프(10) 운전의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. As described above, the vibration behavior of the pumping
도 2를 참조하면, 본 발명은 해수수위변화에 따라 발생하는 양수관(20)의 공진을 방지하도록 양수관(20)에 구비되어, 양수관(20)의 고유진동수를 감소시키는 해수통(30)을 더 포함할 수 있다. Referring to Figure 2, the present invention is provided in the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 해수통(30)은 해수수위가 증가하는 경우 유입되는 해수를 이용하여 양수관(20)에 추가질량을 부가함으로써 양수관(20)의 고유진동수를 감소시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
예를 들어, 해수통(30)은 도 2와 같이 양수관(20)에 수직하도록 4개의 해수통(30)이 양수관(20)과 각각 90도 방향을 이루도록 구비될 수 있다. 또한, 해수통(30)을 양수관(20)에 부착시키기 위한 지지대(미도시)가 구비될 수도 있다. 해수통(30)은 해수의 수위가 높을 시 자연적으로 해수가 해수통(30)에 유입되도록 함으로써 해수질량의 추가로 양수관(20)의 고유진동수가 저감되도록 하여 해수수직펌프(10)의 운전 중 발생하는 공진을 회피하도록 할 수 있다.For example, the
또한, 해수통(30)의 유입구에는 스트레이너(미도시)가 설치될 수 있으며, 스트레이너(미도시)는 해수와 함께 유입되는 오물 등의 이물질이 해수통(30)으로 유입되는 것을 방지할 수 있다.In addition, a strainer (not shown) may be installed at the inlet of the
또한, 해수통(30)은 해수수위가 해수통(30)의 높이보다 내려가는 경우 해수통(30) 하부에 구비된 배출구(미도시)를 개방시켜 해수통(30)에 유입된 해수를 배출시키도록 구성될 수 있다.In addition, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법을 설명하기 위한 제1 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법의 형상화하는 단계를 설명하기 위한 제2 순서도이다.3 is a first flowchart for explaining a resonance analysis method of a seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a resonance analysis method of a seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention. It is a second flowchart for explaining the step of shaping.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프(10) 야우관의 공진 분석 방법은 수집하는 단계(S100), 형상화하는 단계(S200) 및 판단하는 단계(S300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the resonance analysis method of the seawater
S100 단계에서, 센서부(100)가 해수수직펌프(10) 운전 중 양수관(20)에서 발생하는 진동 데이터를 수집할 수 있다.In step S100 , the
S200 단계에서, 분석부(200)는 센서부(100)를 통해 수집된 진동 데이터를 분석하여 양수관(20)의 진동거동을 형상화할 수 있다.In step S200 , the
S200 단계에서, 분석부(200)는 진동 데이터를 기반으로 모드해석을 수행하여 양수관(20)의 진동거동을 형상화할 수 있다.In step S200 , the
도 4를 참조하면, S200 단계는 S210 단계, S220 단계, S230 단계 및 S240 단계를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , step S200 may include steps S210, S220, S230, and S240.
S210 단계에서, 분석부(200)는 센서부(100)를 통해 수집된 진동 데이터를 고속푸리에변환(FFT; Fast Fourier Transform)할 수 있다.In step S210 , the
S220 단계에서, 분석부(200)는 고속푸리에 변환된 진동 데이터에 기반하여 센서부(100)에 포함된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 추출할 수 있다.In step S220 , the
S230 단계에서, 분석부(200)는 추출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 기반으로 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 산출할 수 있다.In step S230 , the
S240 단계에서, 분석부(200)는 산출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 기반으로 모드해석을 수행하여 양수관(20)의 진동거동을 형상화할 수 있다.In step S240 , the
다시 도 3을 참조하면, S300 단계에서, 판단부(300)는 형상화된 양수관(20)의 진동거동을 기 설정된 기준진동거동과 비교하여 양수관(20)의 공진 발생 여부를 판단할 수 있다.Referring back to FIG. 3 , in step S300 , the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기 설정된 기준진동거동은 해수수직펌프(10)의 정지 중 측정된 양수관(20)의 모드형상일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the preset reference vibration behavior may be the mode shape of the pumping
S300 단계에서, 형상화된 양수관(20)의 진동거동과 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는 경우, 판단부(300)는 양수관(20)에 공진이 발생된 것으로 판단할 수 있다.In step S300, when the vibration behavior of the shaped pumping
본 발명의 일 실시예에 따르면, 판단부(300)는 와이블 분포(Weibull Distribution)를 이용하여 형상화된 양수관(20)의 진동거동과 기 설정된 야수관의 진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는지 여부를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the
본 발명은, 양수관(20)에 공진이 발생된 것으로 판단되면, 경고부(400)가 경고 신호를 생성하는 단계(S400)를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a step (S400) of generating a warning signal by the
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치 및 방법은 해수수직펌프가 운전 중 가속도 센서에서 수집된 양수관의 진동 데이터를 기반으로 형상화된 양수관의 진동거동과 해수수직펌프가 정지 중인 경우에서의 양수관의 모드형상과 비교함으로써 양수관에 공진 발생하였는지 여부를 실시간으로 판단함으로써 해수수직펌프 양수관의 공진을 방지할 수 있다. 또한, 해수수직펌프 양수관에 설치된 해수통을 이용하여 해수수위가 증가하는 경우 양수관에 추가질량을 부가함으로써 양수관의 고유진동수를 감소시킴으로써 해수수직펌프 양수관의 공진을 방지할 수 있다.As described above, the apparatus and method for analyzing the resonance of the seawater vertical pump pumping pipe according to an embodiment of the present invention is a vibration of the pumping pipe shaped based on the vibration data of the pumping pipe collected from the acceleration sensor while the seawater vertical pump is operating Resonance of the seawater vertical pump pumping pipe can be prevented by judging whether resonance has occurred in the pumping pipe in real time by comparing the behavior and the mode shape of the pumping pipe when the seawater vertical pump is stopped. In addition, when the seawater level increases by using the seawater tank installed in the seawater vertical pump pumping pipe, resonance of the seawater vertical pump pumping pipe can be prevented by adding additional mass to the pumping pipe to reduce the natural frequency of the pumping pipe.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.Implementations described herein may be implemented in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), implementations of the discussed features may also be implemented in other forms (eg, as an apparatus or program). The apparatus may be implemented in suitable hardware, software and firmware, and the like. A method may be implemented in an apparatus such as, for example, a processor, which generally refers to a computer, a microprocessor, a processing device, including an integrated circuit or programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, portable/personal digital assistants (“PDA”) and other devices that facilitate communication of information between end-users.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary, and it is understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible by those of ordinary skill in the art. will understand Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the following claims.
10: 해수수직펌프
20: 양수관
30: 해수통
100: 센서부
200: 분석부
300: 판단부
400: 경고부10: seawater vertical pump
20: pumping pipe
30: sea water tank
100: sensor unit
200: analysis unit
300: judgment unit
400: warning unit
Claims (16)
상기 센서부를 통해 수집된 진동 데이터를 분석하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 분석부; 및
상기 분석부를 통해 형상화된 양수관의 진동거동을 기 설정된 기준진동거동과 비교하여 상기 양수관의 공진 발생 여부를 판단하는 판단부;를 포함하고,
해수수위변화에 따라 발생하는 상기 양수관의 공진을 방지하도록 상기 양수관에 구비되는 해수통;을 더 포함하고,
상기 해수통은 상기 해수수직펌프의 운전 중 유입되는 해수를 이용하여 상기 양수관에 추가질량을 부가함으로써 상기 양수관의 고유진동수를 감소시키고,
상기 해수통은,
상기 해수통을 상기 양수관에 부착시키기 위한 지지대;
상기 해수통의 유입구에 구비되어, 해수와 함께 이물질이 유입되는 것을 방지하는 스트레이너; 및
상기 해수통의 하부에 구비되어, 해수의 수위가 상기 해수통의 높이 미만인 경우 상기 해수통으로 유입된 해수를 배출시키는 배출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치.
a sensor unit comprising a plurality of acceleration sensors provided at regular intervals in the pumping pipe of the seawater vertical pump, and collecting vibration data generated in the pumping pipe during operation of the vertical seawater pump;
an analysis unit that analyzes the vibration data collected through the sensor unit to shape the vibration behavior of the pumping pipe; and
A determination unit for determining whether resonance of the pumping pipe occurs by comparing the vibration behavior of the pumping pipe shaped through the analysis unit with a preset reference vibration behavior;
It further comprises;
The seawater tank reduces the natural frequency of the pumping pipe by adding an additional mass to the pumping pipe using seawater flowing in during the operation of the seawater vertical pump,
The seawater tank is
a support for attaching the seawater tank to the pumping pipe;
a strainer provided at the inlet of the seawater tank to prevent foreign substances from being introduced together with seawater; and
Resonance analysis apparatus of the seawater vertical pump pumping pipe comprising a; it is provided in the lower part of the seawater tank, the outlet for discharging the seawater introduced into the seawater tank when the water level is less than the height of the seawater tank.
상기 기 설정된 기준진동거동은 상기 해수수직펌프의 정지 중 측정된 상기 양수관의 모드형상인 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치.
The method of claim 1,
The preset reference vibration behavior is a resonance analysis device of the seawater vertical pump pumping pipe, characterized in that the mode shape of the pumping pipe measured while the seawater vertical pump is stopped.
상기 분석부는, 상기 진동 데이터를 기반으로 모드해석을 수행하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치.
The method of claim 1,
The analysis unit performs a mode analysis based on the vibration data to shape the vibration behavior of the pumping pipe.
상기 분석부는, 상기 진동 데이터를 고속푸리에변환(FFT; Fast Fourier Transform)하여 상기 센서부에 포함된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 추출하고, 상기 추출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 기반으로 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 산출하며, 상기 산출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 기반으로 모드해석을 수행하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치.
4. The method of claim 3,
The analysis unit performs Fast Fourier Transform (FFT) on the vibration data to extract the amplitude and phase of the representative frequency signal for each sensor included in the sensor unit, and to the extracted representative frequency signal for each sensor. Relative phase and relative amplitude of the representative frequency signal for each sensor are calculated based on the amplitude and phase of Resonance analysis device of a seawater vertical pump pumping pipe, characterized in that it shapes the vibration behavior of the pipe.
상기 형상화된 양수관의 진동거동과 상기 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는 경우, 상기 판단부는, 상기 양수관에 공진이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치.
The method of claim 1,
Resonance of the pumping pipe of the seawater vertical pump, characterized in that when the vibration behavior of the shaped pumping pipe and the preset reference vibration behavior match more than a preset reference value, the determination unit determines that resonance has occurred in the pumping pipe analysis device.
상기 판단부는, 와이블 분포(Weibull Distribution)를 이용하여 상기 형상화된 양수관의 진동거동과 상기 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치.
6. The method of claim 5,
The determination unit is, by using a Weibull distribution (Weibull Distribution) of the seawater vertical pump pumping pipe, characterized in that it determines whether the vibration behavior of the shaped pumping pipe and the preset reference vibration behavior match a preset reference value or more resonance analysis device.
상기 양수관에 공진이 발생된 것으로 판단되면, 경고 신호를 생성하는 경고부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치.
The method of claim 1,
Resonance analysis apparatus of the seawater vertical pump pumping water pipe, characterized in that it further comprises; when it is determined that resonance has occurred in the pumping pipe, a warning unit that generates a warning signal.
해수수직펌프의 양수관에 일정 간격으로 구비되는 복수의 가속도 센서로 구성된 센서부가, 상기 해수수직펌프의 운전 중 양수관에서 발생하는 진동 데이터를 수집하는 단계;
분석부가, 상기 센서부를 통해 수집된 진동 데이터를 분석하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 단계; 및
판단부가, 상기 분석부를 통해 형상화된 양수관의 진동거동을 기 설정된 기준진동거동과 비교하여 상기 양수관의 공진 발생 여부를 판단하는 단계;를 포함하고,
상기 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 장치는,
해수수위변화에 따라 발생하는 상기 양수관의 공진을 방지하도록 상기 양수관에 구비되는 해수통;을 포함하고,
상기 해수통은 상기 해수수직펌프의 운전 중 유입되는 해수를 이용하여 상기 양수관에 추가질량을 부가함으로써 상기 양수관의 고유진동수를 감소시키고,
상기 해수통은,
상기 해수통을 상기 양수관에 부착시키기 위한 지지대;
상기 해수통의 유입구에 구비되어, 해수와 함께 이물질이 유입되는 것을 방지하는 스트레이너; 및
상기 해수통의 하부에 구비되어, 해수의 수위가 상기 해수통의 높이 미만인 경우 상기 해수통으로 유입된 해수를 배출시키는 배출구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법.
In the resonance analysis method of the seawater vertical pump pumping pipe using the resonance analysis device of the vertical seawater pump pumping pipe,
Collecting, by a sensor unit including a plurality of acceleration sensors provided at regular intervals in the pumping pipe of the seawater vertical pump, vibration data generated in the pumping pipe during operation of the vertical seawater pump;
analyzing, by an analysis unit, the vibration data collected through the sensor unit to shape the vibration behavior of the pumping pipe; and
Comprising, by a determining unit, comparing the vibration behavior of the pumping pipe shaped through the analysis unit with a preset reference vibration behavior to determine whether resonance of the pumping pipe occurs;
The resonance analysis device of the seawater vertical pump pumping pipe,
Including; and,
The seawater tank reduces the natural frequency of the pumping pipe by adding additional mass to the pumping pipe using seawater introduced during the operation of the seawater vertical pump,
The seawater tank is
a support for attaching the seawater tank to the pumping pipe;
a strainer provided at the inlet of the seawater tank to prevent foreign substances from being introduced together with seawater; and
Resonance analysis method of a seawater vertical pump pumping water pipe comprising a; an outlet provided at the lower part of the seawater tank to discharge the seawater introduced into the seawater tank when the water level is less than the height of the seawater tank.
상기 기 설정된 기준진동거동은 상기 해수수직펌프의 정지 중 측정된 상기 양수관의 모드형상인 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법.
11. The method of claim 10,
The preset reference vibration behavior is a resonance analysis method of the seawater vertical pump pumping pipe, characterized in that the mode shape of the pumping pipe measured while the seawater vertical pump is stopped.
상기 형상화하는 단계에서,
상기 분석부는, 상기 진동 데이터를 기반으로 모드해석을 수행하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법.
11. The method of claim 10,
In the shaping step,
The analysis unit, the resonance analysis method of the seawater vertical pump pumping pipe, characterized in that to shape the vibration behavior of the pumping pipe by performing a mode analysis based on the vibration data.
상기 형상화하는 단계에서,
상기 분석부가, 상기 진동 데이터를 고속푸리에변환(FFT; Fast Fourier Transform)하는 단계;
상기 분석부가, 상기 고속푸리에 변환된 진동 데이터에 기반하여 상기 센서부에 포함된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 추출하는 단계;
상기 분석부가, 상기 추출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 진폭 및 위상을 기반으로 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 산출하는 단계; 및
상기 분석부가, 상기 산출된 각 센서별 대표 주파수 신호에 대한 상대 위상 및 상대 진폭을 기반으로 상기 모드해석을 수행하여 상기 양수관의 진동거동을 형상화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법.
13. The method of claim 12,
In the shaping step,
Fast Fourier Transform (FFT) on the vibration data by the analysis unit;
extracting, by the analysis unit, amplitude and phase of a representative frequency signal for each sensor included in the sensor unit based on the fast Fourier-transformed vibration data;
calculating, by the analysis unit, a relative phase and a relative amplitude of a representative frequency signal for each sensor based on the extracted amplitude and a phase with respect to the representative frequency signal for each sensor; and
Seawater vertical pump comprising a; by the analysis unit, performing the mode analysis based on the calculated relative phase and relative amplitude of the representative frequency signal for each sensor to shape the vibration behavior of the pumping pipe Resonance analysis method of the amniotic duct.
상기 판단하는 단계에서,
상기 형상화된 양수관의 진동거동과 상기 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는 경우, 상기 판단부는, 상기 양수관에 공진이 발생된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법.
11. The method of claim 10,
In the determining step,
Resonance of the pumping pipe of the seawater vertical pump, characterized in that when the vibration behavior of the shaped pumping pipe and the preset reference vibration behavior match more than a preset reference value, the determination unit determines that resonance has occurred in the pumping pipe analysis method.
상기 판단하는 단계에서,
상기 판단부는, 와이블 분포(Weibull Distribution)를 이용하여 상기 형상화된 양수관의 진동거동과 상기 기 설정된 기준진동거동이 기 설정된 기준치 이상 일치하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법.
15. The method of claim 14,
In the determining step,
The determination unit is, by using a Weibull distribution (Weibull Distribution) of the seawater vertical pump pumping pipe, characterized in that it determines whether the vibration behavior of the shaped pumping pipe and the preset reference vibration behavior match a preset reference value or more Resonance analysis method.
경고부가, 상기 양수관에 공진이 발생된 것으로 판단되면, 경보 신호를 생성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 해수수직펌프 양수관의 공진 분석 방법.11. The method of claim 10,
Resonance analysis method of the seawater vertical pump pumping water pipe, characterized in that it further comprises; when it is determined that resonance has occurred in the pumping pipe, the warning unit generates an alarm signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200059934A KR102379882B1 (en) | 2020-05-19 | 2020-05-19 | Apparatus and method for analyzing resonance of seawater vertical pumping pipe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200059934A KR102379882B1 (en) | 2020-05-19 | 2020-05-19 | Apparatus and method for analyzing resonance of seawater vertical pumping pipe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210143032A KR20210143032A (en) | 2021-11-26 |
| KR102379882B1 true KR102379882B1 (en) | 2022-03-30 |
Family
ID=78700400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200059934A KR102379882B1 (en) | 2020-05-19 | 2020-05-19 | Apparatus and method for analyzing resonance of seawater vertical pumping pipe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102379882B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003315146A (en) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Hitachi Ltd | Monitoring method and device for pump vibration |
| JP2004175137A (en) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Ihi Marine United Inc | Rocking suppressing method and mechanism of floating structure, and seawater pumping device using the method and mechanism |
| JP2017219534A (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-14 | 原子燃料工業株式会社 | Member soundness diagnosis method |
| CN110285044A (en) * | 2019-05-06 | 2019-09-27 | 浙江工业大学 | Water pump Vibration Monitoring, Analyzing instrument and method based on raspberry pie |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101129408B1 (en) * | 2009-08-19 | 2012-03-27 | 한국전력공사 | Anti-resonance system for large vertical pump |
| KR20150066613A (en) * | 2013-12-06 | 2015-06-17 | 현대중공업 주식회사 | Resonance preventing structure for vertical pump motor |
-
2020
- 2020-05-19 KR KR1020200059934A patent/KR102379882B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003315146A (en) * | 2002-04-26 | 2003-11-06 | Hitachi Ltd | Monitoring method and device for pump vibration |
| JP2004175137A (en) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Ihi Marine United Inc | Rocking suppressing method and mechanism of floating structure, and seawater pumping device using the method and mechanism |
| JP2017219534A (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-14 | 原子燃料工業株式会社 | Member soundness diagnosis method |
| CN110285044A (en) * | 2019-05-06 | 2019-09-27 | 浙江工业大学 | Water pump Vibration Monitoring, Analyzing instrument and method based on raspberry pie |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20210143032A (en) | 2021-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11341836B2 (en) | Persistent monitoring and real time low latency local control of centrifugal hydraulic pump, remote monitoring and control, and collecting data to produce performance profiles | |
| US6464464B2 (en) | Apparatus and method for controlling a pump system | |
| JP7000800B2 (en) | Detection device, detection method, and program | |
| CN109190166B (en) | Cavitation judgment and state evaluation method and system for vane pump | |
| EP0321295B1 (en) | Automatic pump protection system | |
| CN106050722A (en) | General characteristic curve surge control method and system based on principle of similitude | |
| KR102379882B1 (en) | Apparatus and method for analyzing resonance of seawater vertical pumping pipe | |
| Ergashev et al. | Reducing vibration of pumping units of reclamation systems | |
| Jami et al. | Impeller fault detection under variable flow conditions based on three feature extraction methods and artificial neural networks | |
| Amin et al. | Numerical Analysis of Vortices Behavior in a Pump Sump | |
| Solis et al. | Pressure fluctuations reduction in centrifugal pumps: influence of impeller geometry and radial gap | |
| von Locquenghien et al. | Simulation of the structural behavior of a Francis runner in Deep Part Load Operation | |
| Zhou et al. | Effect of vibration and noise measuring points distribution on the sensitivity of pump cavitation diagnosis | |
| Wachel et al. | Ensuring the reliability of offshore gas compression systems | |
| CN117686211A (en) | Fault tolerance control method and system for direct-buried valve | |
| CN112416996A (en) | Vibration region determination method and device | |
| Sedlář et al. | Numerical and experimental research on unsteady cavitating flow around NACA 2412 hydrofoil | |
| JP2005146927A (en) | Control device of compressor, turbine system, and control method of compressor | |
| US20030221722A1 (en) | Method of damping surges in a liquid system | |
| Alfayez et al. | Detection of incipient cavitation and the best efficiency point of a 2.2 MW centrifugal pump using Acoustic Emission | |
| CN114790991A (en) | Cavitation detection system and method for water feed pump | |
| CN108134556A (en) | The adjusting method and device of motor operation frequency | |
| Léonard et al. | Hydro-turbine monitoring: from self-learned equipment behavior to a single global deviation indicator | |
| JP2002147383A (en) | Vertical shaft pump device | |
| CN114492247B (en) | Impeller high-efficiency low-vibration optimization method based on Euler lift standard function of blade |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |